As diferenças na realização e efeitos nas propriedades do aço na têmpera e na martêmpera

Entenda os efeitos da têmpera e martêmpera a vácuo no aço, suas diferenças e propriedades alcançadas nesses processos

Considerando a complexidade dos metais, suas estruturas e composições, é compreensível entender porque há tantos processos térmicos que alteram e exploram melhor suas características e capacidades mecânicas. Porém, nesse meio é fácil acabar confundindo alguns processos por suas semelhanças. E é por isso que viemos esclarecer as diferenças entre a têmpera e a martêmpera. Tanto em suas condições de realização, quanto nos resultados e propriedades que provêm ao aço.

Confira abaixo o detalhamento entre esses dois tratamentos termoquímicos e tenha uma ótima leitura!

Conheça a martêmpera

A martêmpera, também conhecida como têmpera interrompida, é um processo de tratamento térmico utilizado para austenitizar o aço. Ou seja, aquecê-lo até que sua estrutura cristalina transforme-se em austenita e, depois resfriá-lo de forma controlada para formar uma microestrutura martensítica, que é dura e resistente. O grande diferencial da martêmpera é uma pausa calculada em momento estratégico, durante o resfriamento. A qual visa diminuir a diferença de temperaturas entre o núcleo e a superfície de uma peça metálica. Minimizando assim as tensões internas que podem originar trincas e distorções. Após a pausa, a peça termina o seu resfriamento até a temperatura desejada, normalmente aproximada de 80°C.

Diferentemente da têmpera, esse processo auxilia em especial o tratamento para peças de grandes dimensões e consideráveis variações geométricas. Isso porque, quando um corpo fica exposto ao calor, sua superfície aquecerá mais rápido que o núcleo, o mesmo ocorrendo no resfriamento. Ou seja, sua superfície perderá calor muito mais rápido que o núcleo. Esta situação se agrava significativamente com o aumento das dimensões da peça. Mas, com a pausa estabelecida, essa diferença diminuirá, mitigando as tensões térmicas e tensões de transformação.

Reforçando a têmpera

Muito falada em nossos materiais informativos, a têmpera é um processo térmico cujo objetivo é o aumento da dureza e da resistência à tração. Consiste no aquecimento do aço até a temperatura de austenitização, manutenção em patamar até que toda a estrutura se transforme em austenita. Seguido de resfriamento rápido e controlado, gerando a fase martensítica, ou seja, a grande diferença entre a têmpera e a martêmpera mostra-se na pausa no resfriamento da martêmpera. Por isso, também é conhecida por têmpera interrompida.

Evitando tensões entre núcleo e superfície

Agora que já esclarecemos um pouco mais sobre esses dois processos, é nítido que a maior diferença entre estes é a pausa durante o resfriamento das peças metálicas. E, somada ao alívio de tensões adequado antes da têmpera, alcançamos bons resultados em tratamentos com menores riscos de trincas e distorções.

Mas não se engane! Essas diferenças não posicionam a têmpera como um processo inferior à martêmpera. Em teoria, quanto mais rápido o resfriamento, melhor. Porém, é necessário que a peça sobreviva ao processo, ou seja, que não trinque e nem se deforme em excesso, então o grande desafio está no cálculo da taxa de resfriamento ideal para cada material (sim, os aços possuem diferentes taxas de transferência de calor e isso interfere nos parâmetros de tratamento térmico) e, mais do que isso, deve levar em consideração ainda outros fatores, como criticidade geométrica, dimensões etc. Como a relação entre tempo e temperatura se distingue em cada caso, seus resultados também podem diferir.

Ainda sobre as propriedades dos metais, se você busca entender melhor sobre esse assunto, temos um Infotec exclusivo sobre a ductilidade, sua relação com a tenacidade, o uso dos metais e suas resistências contra desgastes.

E quanto a martêmpera a vácuo?

Mais uma vez, destacamos como os benefícios dos tratamentos térmicos a vácuo fazem diferença nos resultados alcançados.

No vácuo, podemos realizar o resfriamento interrompido, interpretado como uma martêmpera. E, como os fornos a vácuo são controlados com funções automatizadas e programáveis, a interferência humana diminui, resultando em uma alta taxa de repetibilidade de bons resultados.

Os fornos à vácuo mais modernos possuem diversos recursos que asseguram uma maior precisão e controle dos parâmetros de processo, como monitoramento da temperatura por termopares de contato, que medem a temperatura real da peça (superfície e núcleo, quando possível) e não somente termopares de câmara, ou seja, uma vez estabelecidos os parâmetros de processo, o próprio forno monitora as diferenças de temperaturas entre a câmara do forno e, a superfície e o núcleo da peça processada, promovendo taxas de aquecimento e resfriamento controladas, de forma a minimizar as tensões, mitigando assim o risco de trincas e deformações.

Por fim, esperamos que esta explicação sobre as diferenças e propriedades de têmpera e martêmpera tenha sido satisfatória. Se você gostou desse assunto e quer ler mais informativos sobre tratamentos térmicos e termoquímicos, confira o INFOTEC e veja os materiais que disponibilizamos. Aproveite para nos seguir nas redes sociais ou entre em contato caso precise de uma ajuda especializada em tratamentos para as suas ferramentas e componentes.

Nos vemos em breve!

Qual é a diferença entre carbonitretação e nitrocarbonetação?

Conheça as principais diferenças entre carbonitretação e nitrocarbonetação, além de suas aplicações

Quando falamos de nitrocarbonetação, facilmente a confundimos com a carbonitretação, pela semelhança de nomes e de objetivos. Já que ambas são tratamentos termoquímicos que envolvem a difusão de carbono e nitrogênio na superfície de peças metálicas, visando modificar suas as propriedades superficiais. Por isso, esse mais novo conteúdo veio para ajudar você a desvendar essas diferenças e entender melhor a aplicação de cada processo.

Nitrocarbonetação – uma camada de dureza

A nitrocarbonetação se define como um processo termoquímico que utiliza a junção de altas temperaturas, nitrogênio e carbono para aumentar a dureza superficial de uma peça metálica.

Além disso, a nitrocarbonetação consiste, basicamente, no processo de nitretação modificado, onde além da participação do elemento nitrogênio, há a introdução de uma pequena proporção de carbono.

E a carbonitretação?

Como comentado, a carbonitretação também é um processo termoquímico que altera as propriedades superficiais de peças metálicas. Porém, neste caso, através da introdução, principalmente de carbono e uma parcela menor de nitrogênio em sua superfície. Ou seja, assemelha-se muito com o processo de cementação, porém, com adição de nitrogênio.

Para não haver mais trocas, basta prestar atenção no nome desses tratamentos. Se começar com “nitro”, significa que o principal elemento empregado é o nitrogênio. Já, se começar com “carbo”, o carbono é quem predomina.

Quais as principais diferenças?

Temperatura de Operação:

  • Carbonitretação: realizada em temperaturas mais altas, geralmente entre 820°C e 900°C.
  • Nitrocarbonetação: realizada em temperaturas mais baixas, geralmente entre 480°C e 620°C.

Meio de Tratamento:

  • Carbonitretação: feita normalmente em um ambiente gasoso com uma mistura de gases como metano (CH₄) e amônia (NH₃).
  • Nitrocarbonetação: geralmente feita em banho de sal (sal fundido), plasma ou em ambiente gasoso com amônia (NH₃) e dióxido de carbono (CO₂).

Profundidade da Camada Endurecida:

  • Carbonitretação: tende a produzir uma camada mais profunda (0,05 a 0,8 mm).
  • Nitrocarbonetação: produz uma camada mais fina (0,01 a 0,3 mm).

Objetivos e Aplicações:

  • Carbonitretação: focada em aumentar a resistência ao desgaste e a dureza superficial, ideal para peças como engrenagens e eixos.
  • Nitrocarbonetação: aumenta a resistência ao desgaste e à corrosão, utilizada em ferramentas e componentes que exigem essas características, como em peças automotivas.

Saturação de materiais e a camada branca

No processo de difusão dos elementos na superfície metálica, devemos ficar atento à quantidade de nitrogênio ou carbono aplicada nessa adição. O excesso desnecessário do material usado acumulará na camada exterior, formando o que chamamos de camada branca.

Essa camada branca, além de ter uma dureza muito alta, também traz uma característica não muito desejada em peças metálicas expostas a grandes forças e impactos: ela é quebradiça.

Mesmo assim, há situações em que a camada branca é bem-vinda, como por exemplo, em componentes onde exige-se apenas a resistência ao desgaste. Ou seja, não há solicitações de resistência ao impacto, flexão ou torção.

Ok, mas qual escolher?

Antes de enviar as peças para o tratamento, precisamos estudar o uso da peça, sua geometria e suas demandas, incluindo as solicitações mecânicas e químicas expostas durante o uso, além do material utilizado. Pois tanto na nitrocarbonetação como na carbonitretação não há uma metodologia única aplicável. Cada peça exige cuidados diferentes com variáveis de produção distintos para alcançar bons resultados. Na dúvida, entre em contato com nossa assessoria técnica, que lhe ajudaremos na definição.

A carbonitretação ou nitrocarbonetação pode ser repetida?

Sim, esses processos termoquímicos podem ser repetidos em uma peça, por exemplo, já usada. Contudo, há um limite de repetições e cuidados específicos para se seguir.

Quando uma peça tem parte de sua camada externa gasta pelo esforço repetitivo, a parte não gasta será coberta e/ou isolada. Afinal, se juntamos os resquícios do revestimento antigo com uma nova, poderá ocorrer a formação de camada branca.

Informações adicionais

Na ISOFLMA, o processo de nitrocarbonetação é realizado em um reator de plasma, equipamento que permite o melhor nível de controle e precisão da camada formada.

Outro ponto que exige muita atenção é o cuidado com os tratamentos feitos antes da nitrocarbonetação. Afinal, em casos onde, por exemplo, o revenimento não foi bem feito, poderá ocorrer variação dimensional e de dureza durante a aplicação da carbonitretação.

Concluindo, essa foi a diferenciação entre carbonitretação e nitrocarbonetação. Se você deseja consultar informações técnicas sobre as etapas e efeitos desses processos, visite o nosso site e conheça os nossos Haikais. Aproveite para conhecer outros materiais do nosso Infotec e nos siga nas redes sociais.

Até mais!

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